Как происходит обработка системных вызовов в современных операционных системах?

Обработка системных вызовов в современных операционных системах происходит в несколько этапов: dzen.ru

1. Запрос системного вызова. dzen.ru Приложение запрашивает системный вызов, используя для этого соответствующую функцию. dzen.ru Например, чтобы прочитать данные из файла, программа может использовать функцию read(). dzen.ru
2. Переключение контекста в пространство ядра. dzen.ru Для инициирования переключения контекста и перехода из пользовательского режима в режим ядра используются программное прерывание и специальные инструкции. dzen.ru
3. Идентификация системного вызова. dzen.ru Для идентификации системного вызова и адреса соответствующей функции ядра система использует индекс. dzen.ru
4. Выполнение функции ядра. dzen.ru Выполняется функция ядра, соответствующая системному вызову, например, чтение данных из файла. dzen.ru
5. Подготовка возвращаемых значений. dzen.ru После того, как функция ядра завершает свою работу, все возвращаемые значения или результаты подготавливаются для отправки в пользовательское приложение. dzen.ru
6. Переключение контекста в пользовательское пространство. dzen.ru Контекст выполнения переключается обратно из режима ядра в пользовательский режим. dzen.ru

В многопотоковых процессах системные вызовы могут исходить из разных потоков. ru.wikipedia.org Обработка таких системных вызовов зависит от архитектуры ОС. ru.wikipedia.org Некоторые типичные модели:

• Модель «многие-к-одному». ru.wikipedia.org Все системные вызовы от любого пользовательского потока в процессе обрабатываются одним потоком уровня ядра. ru.wikipedia.org
• Модель «один-к-одному». ru.wikipedia.org Каждый поток пользователя во время системного вызова присоединяется к отдельному потоку уровня ядра. ru.wikipedia.org Эта модель применяется в большинстве дистрибутивов Linux, macOS, iOS, а также Windows и Solaris последних версий. ru.wikipedia.org
• Модель «многие-к-многим». ru.wikipedia.org В этой модели во время системного вызова множество пользовательских потоков увязывается с множеством потоков уровня ядра. ru.wikipedia.org